系统模型与仿真

4.2.2 系统模型的分类方法 1. 形式分类方法
模型
物理模型
概念模型
数学模型
实
比
模
体
例
拟
模
模
模
型
型
型
解 析 模
型
逻 辑 模
型
网 络 模
型
图
信息
像
网络
与
与数
表
字化
格
模型
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4.2 系统模型的作用、分类方法和体系
4.2.2 系统模型的分类方法
2. 内涵分类方法
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第4章 系统模型与仿真
4.2.1 系统模型概的作用 5. 系统模型容易操作，分析结果易于理解
由于模型突出了研究目的所要关注的主要特征，因此容易得 到一个清晰的结果，而且在系统模型（尤其是数学模型）上进 行参数修改也是非常容易的。
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4.2 系统模型的作用、分类方法和体系
按相似程度分
同构模型 同态模型
模型分类
按结构特性分
形象模型 模拟模型 符号模型 数学模型 启发式模型
白箱模型
按对象的了解程度分 黑箱模型
灰箱模型
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4.2 系统模型的作用、分类方法和体系
4.2.2 系统模型的分类方法 3. 其他分类方法
（1）变量性质:确定性模型与随机模型。 （2）变量间的关系:线性模型与非线性模型。 （3）时间的因素:动态模型与静态模型。 （4）是否间断:连续模型与离散模型。 （5）变量之间的关系:有代数方程、微分（差分、迭代） 方程、统计型、逻辑型。 （6）学科性质:运筹学模型、系统动力学模型、信息系统 模型、计量经济学模型等。
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4.1 概述
4.1.2系统仿真概述
系统仿真又称系统模拟，是指通过建立和运行仿真模型，来 模仿实际系统的运行状态，从而了解系统的行为或评估系统运 用的各种策略的全过程。
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4.1 概述
4.1.2系统仿真概述
1961年，G.W. Morgenthater首次定义仿真 仿真是在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实 现。
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4.1 概述
4.1.1 系统模型概述 1．系统模型的定义
系统模型是采用某种特定的形式（如文字、符号、数学公式、 图表、实物等） 对一个系统的某一方面本质属性进行描述， 从而揭示系统的功能和作用，提供系统的相关知识。
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4.1 概述
2．系统模型的特征
系统模型是对于系统的描述、模仿和抽象， 它反映系统的物理本质和主要特征。 （1）实际系统的合理抽象或模仿； （2）由反映系统本质或特征的主要因素构成或者是由那些 与被分析的问题相关的因素构成； （3）表明了有关因素之间的逻辑关系或定量关系。
借助模型进行系统仿真。 根据仿真的需要，修改模型， 再进行仿真 （反复若干次）
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Байду номын сангаас
第4章 系统模型与仿真
4.1 概述 4.2系统模型的作用、分类方法和体系 4.3系统模型的构建 4.4系统仿真基础知识 4.5系统仿真技术
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1978年，Korn《连续系统仿真》 仿真为用能代表所研究的系统的模型做实验。 1982年，Spriet 所有支持模型建立与模型分析的活动即为仿真活动。 1984年，Oren 仿真是一种基于模型的活动。
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4.1 概述
• 系统仿真的实质：
– （1）是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系 统无法建立数学模型求解时，仿真技术却能有效地来处 理这类问题。
– （2）仿真是一种人为的试验手段，进行类似于物理实验 、化学实验那样的实验。它和现实系统实验的差别在于 ，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映像 的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。这是仿 真的主要功能。
– （3）在系统仿真时，尽管要研究的是某些特定时刻的系 统状态或行为，但仿真过程也恰恰是对系统状态或行为 在时间序列内全过程进行描述。换句话说，仿真可以比 较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。
– （4）通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略， 还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决 。
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第4章 系统模型与仿真
4.1 概述 4.2系统模型的作用、分类方法和体系 4.3系统模型的构建 4.4系统仿真基础知识 4.5系统仿真技术
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本章主要内容
4.1 概述 4.2系统模型的作用、分类方法和体系 4.3系统模型的构建 4.4系统仿真基础知识 4.5系统仿真技术
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第4章 系统模型与仿真
系统、模型、仿真三个概念是一条链条上的三个环节， 是一个工作程序的三个步骤。
– （4）系统仿真主要是在计算机上实现的
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4.1 概述
• 仿真的作用：
– （1）仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集 和积累信息的过程。
– （2）对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统， 可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统 问题。
– （3）通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子 系统以便于分析。
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4.2 系统模型的作用、分类方法和体系
4.2.1 系统模型概的作用 3. 安全上的考虑
对有些系统直接进行实验非常危险，有时根本不允许。
4. 时间上的考虑
对于社会、经济、生态等惯性大，反应周期长的系统，使 用系统模型进行分析、评价，很快就能得到结果。
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4.2 系统模型的作用、分类方法和体系
4.2.1 系统模型概的作用 1. 系统开发的需要
在开发一个新系统时，由于实际系统尚未建立，只能通过构 造系统模型来对系统的性能进行预测，以实现对系统的分析、 优化和评价。
2. 经济上的考虑
对大型复杂系统直接进行实验其成本比较高，采用系统模型 就便宜多了。